信號(hào)的調(diào)幅與解調(diào)

信號(hào)的調(diào)幅(Fu)與解調(diào)演示文稿第一頁(yè)，共七十三頁(yè)。信號(hào)的調(diào)幅(Fu)與解調(diào)第二頁(yè)，共七十三頁(yè)。3.1調(diào)(Diao)制概述

3.2調(diào)幅信號(hào)分析

3.3調(diào)幅電路

3.4

收音機(jī)中的檢波電路第三頁(yè)，共七十三頁(yè)。高頻放大混頻本機(jī)振蕩中頻放大檢波低頻放大收音機(jī)中必不可少的(De)電路調(diào)幅信號(hào)第四頁(yè)，共七十三頁(yè)。3.1調(diào)制概(Gai)述

所要傳輸?shù)脑茧娦盘?hào)，如聲音信號(hào)、圖像信號(hào)等，稱為調(diào)制信號(hào)，用表示高頻振蕩信號(hào)是用來(lái)攜帶低頻信號(hào)的高頻振蕩信號(hào),稱為載波，用uc(t)表示，載波通常采用高頻正弦波。受調(diào)后的信號(hào)稱為已調(diào)波，用u(t)表示。

一、什么是調(diào)制調(diào)制：將要傳輸?shù)牡皖l信號(hào)裝載的高頻信號(hào)上。解調(diào)：將低頻信號(hào)從高頻信號(hào)上還原出來(lái)。調(diào)制信號(hào)載波已調(diào)波幾個(gè)概念第五頁(yè)，共七十三頁(yè)。（1）為了提高信號(hào)的頻率，以便更有效地將信號(hào)從天線輻射出去。由天線理論可知，只有當(dāng)輻射天線的尺寸與輻射的信號(hào)波長(zhǎng)相比(Bi)擬時(shí)，才能進(jìn)行有效的輻射。而我們需要傳送的原始信號(hào)，如聲音等，通常頻率較低（波長(zhǎng)較長(zhǎng)），所以需要通過(guò)調(diào)制，提高其頻率，以便于天線輻射。二、為什么要進(jìn)行調(diào)制第六頁(yè)，共七十三頁(yè)。（2）為了實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。如果多個(gè)同頻率范圍的信號(hào)同時(shí)在一個(gè)信道中傳輸必然會(huì)相互干擾，若將它們分別(Bie)調(diào)制在不同的載波頻率上，且使它們不發(fā)生頻譜重迭，就可以在一個(gè)信道中同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)了，這種方式，稱為信號(hào)的頻分復(fù)用。

第七頁(yè)，共七十三頁(yè)。調(diào)制就是用調(diào)制信號(hào)控制載波的某個(gè)參數(shù),并使其與調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律成線性關(guān)系。

三、怎樣進(jìn)行調(diào)制對(duì)模擬信號(hào)具(Ju)有三種調(diào)制方式：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。調(diào)幅頻率隨調(diào)制信號(hào)改變調(diào)頻調(diào)相振幅隨調(diào)制信號(hào)改變相位隨調(diào)制信號(hào)改變第八頁(yè)，共七十三頁(yè)。一.調(diào)幅(Fu)信號(hào)的波形3.2調(diào)幅信號(hào)分析

第九頁(yè)，共七十三頁(yè)。第十頁(yè)，共七十三頁(yè)。設(shè)載波uC(t)的表達(dá)式和調(diào)制信號(hào)u(t)的表達(dá)式分別(Bie)為：

調(diào)幅過(guò)程只是改變載波的振幅，使載波振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，二.調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)幅波表達(dá)式為調(diào)幅幅度變化量調(diào)幅系數(shù)第十一頁(yè)，共七十三頁(yè)。Umax表示調(diào)幅波包絡(luò)的最大值，Umin表示調(diào)幅波包絡(luò)的最小值。Ma表明載波振幅受調(diào)制控制的程度，一般要求0≤Ma≤1，以(Yi)便調(diào)幅波的包絡(luò)能正確地表現(xiàn)出調(diào)制信號(hào)的變化。Ma>1的情況稱為過(guò)調(diào)制,第十二頁(yè)，共七十三頁(yè)。不(Bu)同Ma時(shí)的已調(diào)波波形第十三頁(yè)，共七十三頁(yè)。1.已(Yi)知：Umax＝10，Umin＝6，求Ma。2.已知：Umax＝12，Ucm＝10，求Ma。3.已知：Ucm＝10，Umin＝6，求Ma。若fc＝200kHz。F＝5kHz，寫出表達(dá)式。4.已知：求：Ma，Ucm,

fc，F(xiàn)。問(wèn)題與思考第十四頁(yè)，共七十三頁(yè)。三.調(diào)(Diao)幅信號(hào)的頻譜下邊頻上邊頻載頻下邊頻上邊頻載頻第十五頁(yè)，共七十三頁(yè)。已(Yi)知：畫出它們的頻譜圖。

例題一第十六頁(yè)，共七十三頁(yè)。已知頻譜圖(Tu)，寫出表達(dá)式。

例題二u0f（kHz）1001059510v4v4v第十七頁(yè)，共七十三頁(yè)。調(diào)制(Zhi)過(guò)程為頻譜的線性搬移過(guò)程，即將調(diào)制(Zhi)信號(hào)的頻譜不失真地搬移到載頻的兩旁。因此，調(diào)幅稱為線性調(diào)制(Zhi)。調(diào)幅電路則屬于頻譜的線性搬移電路。

調(diào)幅波的頻帶寬度為：

BW=2Fn

復(fù)雜調(diào)制信號(hào)調(diào)幅的頻譜

上邊帶下邊帶第十八頁(yè)，共七十三頁(yè)。復(fù)雜調(diào)制信號(hào)調(diào)幅的頻(Pin)譜

1.調(diào)幅的實(shí)質(zhì)是頻譜的線性搬移2.調(diào)幅必須采用非線性電路實(shí)現(xiàn)第十九頁(yè)，共七十三頁(yè)。

例題(Ti)三u0f（kHz）5005104908v4v4v5304703v3v已知頻譜圖，寫出表達(dá)式。第二十頁(yè)，共七十三頁(yè)。1.載波的功(Gong)率四、調(diào)幅波的功率分配2.上、下邊頻功率3.總平均功率4.最大瞬時(shí)功率第二十一頁(yè)，共七十三頁(yè)。設(shè)載波功率PC=150W，問(wèn)調(diào)幅系數(shù)為1及0.3時(shí)，總邊頻功率，總平均功率及已調(diào)波最大瞬時(shí)功率各為多(Duo)少？由本例可以得出如下結(jié)論：（1）調(diào)幅信號(hào)的邊頻功率與調(diào)幅系數(shù)有關(guān)，調(diào)幅系數(shù)越大，邊頻功率越大。（2）在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)的幅度是變化的，平均的調(diào)幅系數(shù)較小，因此，在已調(diào)波的總功率中，載波功率占了絕大部分，邊頻功率只占極小部分。（3）由于有用信息（調(diào)制信號(hào)）只包含在邊頻（邊帶）中，載頻并不包含有用信息，故一般調(diào)幅在功率利用方面存在極大浪費(fèi)。

例題四第二十二頁(yè)，共七十三頁(yè)。已知：調(diào)幅波(Bo)表達(dá)式為uAM（t）=10(1+0.6cos2π×3×102t+0.3cos2π×3×103t)cos2π×106t(v)求：1、調(diào)幅波中包含的頻率分量與各分量的振幅值。2、畫出該調(diào)幅波的頻譜圖并求出其頻帶寬度BW。

例題五第二十三頁(yè)，共七十三頁(yè)。五.雙邊帶信(Xin)號(hào)由于載波不包含有用信息，但又占據(jù)很大的功率分配，因此，為了提高功率的有效利用率，在傳輸時(shí)，可以僅傳輸上、下邊帶，而將載波抑制掉，這種方法稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)制。雙邊帶信號(hào)的頻譜中無(wú)載頻成份，只有上、下邊頻（邊帶）

第二十四頁(yè)，共七十三頁(yè)。1.雙邊帶信(Xin)號(hào)的包絡(luò)不反映調(diào)制信(Xin)號(hào)變化規(guī)律2.在調(diào)制信號(hào)過(guò)零點(diǎn)處，發(fā)生相位突變（反相）第二十五頁(yè)，共七十三頁(yè)。為什么說(shuō)普(Pu)通調(diào)幅波的功率利用率低？要提高功率利用率，可以采用什么方法？2.雙邊帶調(diào)幅相比普通調(diào)幅的優(yōu)勢(shì)是什么？3.雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)是否與調(diào)制信號(hào)的波形相同？4.雙邊帶調(diào)幅與普通調(diào)幅的共同點(diǎn)是什么？問(wèn)題與思考第二十六頁(yè)，共七十三頁(yè)。一、調(diào)幅電(Dian)路的實(shí)現(xiàn)模型3.3調(diào)幅電路

調(diào)幅過(guò)程是頻譜的線性搬移過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，有新的頻率分量出現(xiàn)，這個(gè)過(guò)程也稱為頻率變換，顯然，頻率變換不可能由線性電路實(shí)現(xiàn)，而必須由非線性電路才能完成。有新的頻率產(chǎn)生頻率變換作用線性電路非線性電路沒(méi)有新的頻率產(chǎn)生有新的頻率產(chǎn)生第二十七頁(yè)，共七十三頁(yè)。1.非線性元件的頻率變換作用一個(gè)信號(hào)通過(guò)線性元件和非線性元件產(chǎn)生頻率：ω，2ω，3ω等(Deng)諧波第二十八頁(yè)，共七十三頁(yè)。兩個(gè)信號(hào)通過(guò)線性元件和非線性元件產(chǎn)(Chan)生組合頻率：ω=|±pω1±qω2|(p、q=0，2，3……)第二十九頁(yè)，共七十三頁(yè)。1.一個(gè)正弦信號(hào)通過(guò)非線性元件產(chǎn)生基(Ji)波和多次諧波。2.兩個(gè)信號(hào)通過(guò)非線性元件產(chǎn)生組合頻率。產(chǎn)生頻率：ω，2ω，3ω等諧波產(chǎn)生組合頻率：ω=|±pω1±qω2|(p、q=0，2，3……)結(jié)論第三十頁(yè)，共七十三頁(yè)。2.調(diào)幅電(Dian)路模型調(diào)幅關(guān)鍵在于獲得調(diào)制信號(hào)與載波的相乘項(xiàng)，而相乘項(xiàng)的獲得，必須采用非線性電路才能實(shí)現(xiàn)。普通調(diào)幅電路可以采用二極管、三極管等非線性元件實(shí)現(xiàn)，也可以采用集成模擬相乘器實(shí)現(xiàn)。

Ff=|±pfc

±qF|fc

±F,fc

fc

第三十一頁(yè)，共七十三頁(yè)。3.集成(Cheng)模擬相乘器模擬相乘器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)瞬時(shí)值相乘功能的電路，它通常具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，是一個(gè)三端網(wǎng)絡(luò)。集成模擬相乘器是實(shí)現(xiàn)頻率變換的重要部件。差分電路是模擬相乘器的基本電路單元，通用型的集成模擬相乘器的實(shí)用電路一般采用雙差分電路，外加一個(gè)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)以擴(kuò)大輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，例如BG314。uo

=Kuxuy第三十二頁(yè)，共七十三頁(yè)。差分電路是模擬(Ni)相乘器的基本電路單元第三十三頁(yè)，共七十三頁(yè)。實(shí)用模擬集成相乘(Cheng)器舉例：BG314內(nèi)部電路雙差分放大器擴(kuò)展電路：擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍第三十四頁(yè)，共七十三頁(yè)。問(wèn)題(Ti)與思考有哪幾種調(diào)幅方式？調(diào)幅的實(shí)現(xiàn)模型是怎樣的？調(diào)幅的實(shí)質(zhì)是什么？4.為什么調(diào)幅必須采用非線性電路才能實(shí)現(xiàn)？第三十五頁(yè)，共七十三頁(yè)。二、調(diào)幅電(Dian)路的類型普通調(diào)幅電路雙邊帶調(diào)幅電路單邊帶調(diào)幅電路二極管調(diào)幅電路集成模擬相乘調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路平衡調(diào)幅電路環(huán)形調(diào)幅電路集成模擬相乘調(diào)幅電路濾波法移相法單邊帶調(diào)幅單邊帶信號(hào)。普通調(diào)幅調(diào)幅信號(hào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅雙邊帶信號(hào)第三十六頁(yè)，共七十三頁(yè)。三(San).低電平調(diào)幅電路由于二極管的非線性頻率變換作用，在二極管的電流中包含各種組合頻率分量，其中有ωC和ωC的分量。只要調(diào)諧回路諧振于ωC，且?guī)挒?Ω，其輸出即為普通調(diào)幅波。

非線性元件帶通濾波器第三十七頁(yè)，共七十三頁(yè)。頻譜分析：u=u

+uC+E第三十八頁(yè)，共七十三頁(yè)。四、集成模擬(Ni)相乘普通調(diào)幅電路調(diào)節(jié)調(diào)幅系數(shù)第三十九頁(yè)，共七十三頁(yè)。五.雙(Shuang)邊帶調(diào)幅電路1.二極管平衡調(diào)幅電路

二極管平衡調(diào)幅電路工作波形電路中要求各二極管特性完全一致，電路完全對(duì)稱

第四十頁(yè)，共七十三頁(yè)。頻譜(Pu)分析：第四十一頁(yè)，共七十三頁(yè)。2.二極(Ji)管環(huán)形調(diào)幅電路

第四十二頁(yè)，共七十三頁(yè)。六(Liu).單邊帶調(diào)幅電路由于雙帶邊信號(hào)中的兩個(gè)邊帶所包含信息是相同的，因此，在傳輸時(shí)，也可以只傳送一個(gè)邊帶而將另一個(gè)邊帶濾掉，這就是單邊帶調(diào)幅。這樣做的好處在于，頻帶可以節(jié)省一半，這對(duì)于日益擁擠的短波波段來(lái)說(shuō)，有著極其重大的意義，因?yàn)檫@樣就能在同一波段內(nèi)，使所容納的頻道數(shù)目增加一倍，大大提高了短波波段的利用率。

獲得單邊帶信號(hào)的方法主要為濾波法和移相法。

第四十三頁(yè)，共七十三頁(yè)。下(Xia)邊帶上邊帶帶通濾波器的帶寬要大于或等于調(diào)制信號(hào)的帶寬。濾波法：

難點(diǎn)：邊帶能否濾干凈第四十四頁(yè)，共七十三頁(yè)。移相(Xiang)法：難點(diǎn)：精確地移相90°第四十五頁(yè)，共七十三頁(yè)。

(a)節(jié)省發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。

(b)單(Dan)邊帶已調(diào)信號(hào)的頻譜寬度被壓縮一半,帶寬利用率高。

(c)雙邊帶調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)已不再反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律.單邊帶信號(hào)的主要特點(diǎn)：第四十六頁(yè)，共七十三頁(yè)。問(wèn)(Wen)題與思考1.普通調(diào)幅電路一般有哪幾種？2.雙邊帶調(diào)幅電路一般有哪幾種？3.單邊帶調(diào)幅一般有哪幾種方式？第四十七頁(yè)，共七十三頁(yè)。畫(Hua)出下圖中u1和u2的波形和頻譜圖。

例題六第四十八頁(yè)，共七十三頁(yè)。3.4收音機(jī)(Ji)中的檢波電路一、

收音機(jī)中的檢波過(guò)程1、什么是檢波器從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)檢波器是收音機(jī)中一個(gè)必不可少的單元電路。第四十九頁(yè)，共七十三頁(yè)。2.實(shí)現(xiàn)檢波(Bo)的電路模型

（1）.包絡(luò)檢波（2）.同步檢波第五十頁(yè)，共七十三頁(yè)。二、大信號(hào)(Hao)包絡(luò)檢波器1.大信號(hào)檢波器的電路大信號(hào)，是指輸入高頻電壓的振幅在0.5V以上，這時(shí)可忽略二極管的導(dǎo)通電壓，即認(rèn)為二極管工作在開關(guān)狀態(tài)。二極管兩端的電壓為正時(shí)，二極管導(dǎo)通;為負(fù)時(shí)，二極管截止。檢波二極管低通濾波器檢波負(fù)載電阻第五十一頁(yè)，共七十三頁(yè)。2.大信號(hào)(Hao)檢波器的原理正半周時(shí)，充電，內(nèi)阻rd小，充電時(shí)間常數(shù)rdC很小，充電很快。負(fù)半周時(shí)，放電，負(fù)載電RL大，放電時(shí)間常數(shù)RLC很大放電很慢。去向低功放去向AGC電路放電充電第五十二頁(yè)，共七十三頁(yè)。3.大信號(hào)檢(Jian)波器的檢(Jian)波效率增大負(fù)載電阻RL阻值；增加濾波電容C的容量；選用正向電阻小、結(jié)電容小、反向電阻大的檢波二極管都可以提高檢波效率。第五十三頁(yè)，共七十三頁(yè)。4.大(Da)信號(hào)檢波器的失真（1）對(duì)角線失真（惰性失真）第五十四頁(yè)，共七十三頁(yè)。形成原(Yuan)因

RLC過(guò)大使二極管在截止期間C

的放電速度太慢，以致跟不上調(diào)幅波包絡(luò)的下降速度。消除失真的條件（1）RLC越大越容易產(chǎn)生失真；（2）

Ma越大越容易產(chǎn)生失真；（3）

Ω越大越容易產(chǎn)生失真；第五十五頁(yè)，共七十三頁(yè)。例題(Ti)七問(wèn)是否有惰性失真？若有失真，應(yīng)如何修改元件參數(shù)？設(shè)：第五十六頁(yè)，共七十三頁(yè)。產(chǎn)生失真(Zhen)的條件：CC的接入。4.大信號(hào)檢波器的失真（2）底部切割失真產(chǎn)生失真的原因：URL過(guò)大。URL第五十七頁(yè)，共七十三頁(yè)。相當(dāng)于給VD加了一額外的反偏電壓，當(dāng)URL很大，使輸(Shu)入調(diào)幅波包絡(luò)的大小在某個(gè)時(shí)段小于URL，導(dǎo)致VD在這段時(shí)間截止，產(chǎn)生非線性失真。其底部被切去，形成“底部切割失真”。第五十八頁(yè)，共七十三頁(yè)。消除失真的條(Tiao)件：第五十九頁(yè)，共七十三頁(yè)。例題(Ti)八問(wèn)是否有底部切割失真？若有失真，應(yīng)如何修改元件參數(shù)？設(shè)：第六十頁(yè)，共七十三頁(yè)。負(fù)峰切割失真本質(zhì)上是由于檢波器交、直流負(fù)載不等而引起，為此可采用(Yong)如圖的措施來(lái)減小交直流負(fù)載的差別。4、克服底部切割失真的方法：分壓式電路電路特點(diǎn)：（1）消除失真的同時(shí)，降低了輸出電壓。（2）一般：第六十一頁(yè)，共七十三頁(yè)。例(Li)題九若：，，問(wèn)是否有底部切割失真？設(shè)：第六十二頁(yè)，共七十三頁(yè)。R1與W組成分壓電路,以減弱底部切割失真；W是一音量電位器,控制輸出電壓的大小(Xiao)。R2、C4組成的AGC電路。

由R2調(diào)整檢波靜態(tài)電流，約20～50μA。

收音機(jī)的檢波電路

第六十三頁(yè)，共七十三頁(yè)。三、小信號(hào)(Hao)檢波器①輸入信號(hào)幅度較?。ㄐ∮?.2V）。②利用二極管伏安特性曲線的彎曲部分實(shí)現(xiàn)檢波，在整個(gè)信號(hào)周期內(nèi)二極管都是導(dǎo)通的。2.電路形式1.電路特點(diǎn)第六十四頁(yè)，共七十三頁(yè)。3.工作(Zu